RU204302U1

RU204302U1 - Combustion device

Info

Publication number: RU204302U1
Application number: RU2021108556U
Authority: RU
Inventors: Игорь Игоревич Иванов; Иван Николаевич Вялков; Евгений Игоревич Архипов; Антон Андреевич Кармышев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью «Алтайтеплоэнергомаш» (ООО «АТЭМ»)
Priority date: 2021-03-30
Filing date: 2021-03-30
Publication date: 2021-05-19

Abstract

Топочное устройство относится к устройствам для сжигания твердых топлив и может быть использовано в паровых и водогрейных котлах, установленных в промышленных или бытовых котельных.Топочное устройство расположено на основании с приводом и состоит из бункера с наклонной площадкой, лопаты-дозатора, воздушного короба с зонами дутья, колосниковой блок-решетки, шурующей планки с трехгранным ножом, каретки с зубчатой рейкой и рамы с опрокидывающимся колосником. Привод посредством зубчатой передачи, преобразующей вращательное движение в возвратно-поступательное, перемещает зубчатую рейку с кареткой, двигающейся по горизонтальным направляющим в виде швеллеров с установленным на них бункером. Направляющие крепятся к блок-решетке и основанию с приводом. На каретке зафиксированы две несущие водоохлаждаемые трубы шурующей планки и две несущие трубы лопаты-дозатора, скользящие по двум осям-стабилизаторам, закрепленным на основании с приводом. Лопата-дозатор совершает возвратно-поступательные движения и скользит по полозьям, закрепленным на стенках бункера, при этом дозируя выгрузку топлива на колосниковую блок-решетку, представляющую собой водоохлаждаемую мембранную панель из труб с коллекторами, из бункера по наклонной площадке, предотвращающей возгорание топлива в самом бункере. Оптимальные углы трехгранного ножа шурующей планки позволяют обеспечить эффективное продвижение топлива по колосниковой блок-решетке, шуровки горящего слоя и сброс шлака в зону охлаждения. В качестве зоны охлаждения в задней части топочного устройства установлена рама с опрокидывающимся колосником для сброса остывшего шлака. Воздух на горение подводится по коллектору острого дутья, расположенного сбоку, в воздушный короб, разделенный поперечными перегородками на дутьевые зоны, оснащенные с одной стороны регулировочными шиберами, с другой - окнами для удаления провала.The combustion device refers to devices for burning solid fuels and can be used in steam and hot water boilers installed in industrial or domestic boiler rooms. The combustion device is located on a base with a drive and consists of a hopper with an inclined platform, a metering shovel, an air box with blast zones , grate block-lattice, rustling bars with a triangular knife, carriage with a toothed rack and frames with a tilting grate. The drive by means of a gear transmission, which converts rotary motion into reciprocating motion, moves the toothed rack with a carriage moving along horizontal guides in the form of channels with a hopper installed on them. The rails are attached to the grid unit and the motorized base. On the carriage, there are two water-cooled supporting pipes of the scouring bar and two supporting pipes of the metering shovel, sliding along two stabilizing axes fixed on the base with a drive. The metering shovel reciprocates and slides along the runners fixed on the walls of the bunker, while metering the unloading of fuel onto the grate block grid, which is a water-cooled membrane panel made of pipes with manifolds, from the bunker along an inclined platform that prevents the fuel from igniting in the very bunker. The optimal angles of the triangular blade of the scouring bar allow for efficient fuel advancement along the grate block-lattice, the burning layer skimming and slag discharge into the cooling zone. A frame with a tilting grate is installed as a cooling zone in the rear part of the combustion device to discharge the cooled slag. Combustion air is supplied through an acute blast manifold, located on the side, into an air duct, divided by transverse partitions into blast zones, equipped on one side with adjusting dampers, and on the other with windows to remove the hole.

Description

Полезная модель относится к энергомашиностроению как устройство для сжигания твердых топлив и может использоваться в промышленных и энергетических котлах малой мощности с целью выработки тепловой энергии для предприятий и коммунальных инженерных сетей и сооружений.The utility model relates to power engineering as a device for burning solid fuels and can be used in industrial and power boilers of low power in order to generate heat for enterprises and utility networks and structures.

В указанной области известно топочное устройство с шурующей планкой, состоящая из основания, охлаждаемой решетки колосниковой, охлаждаемой планки шурующей, приводимой в движение механическим приводом, вала с опрокидывающимися колосниками, механизмом их поворота и бункера с секторным питателем, отличающаяся тем, что часть основания, находящаяся под решеткой колосниковой и образующая дутьевой короб, разделена поперечными перегородками на зоны, каждая из которых имеет с одной стороны отдельное окно для присоединения воздуховода с клапаном, а с противоположной стороны - окно для удаления провала, колосниковая решетка состоит из беспровальных колосников, которые крепятся с помощью болтов к водо-охлаждаемой решетке из стальных труб, при этом механизм поворота опрокидывающихся колосников снабжен электромеханическим приводом, а верхняя часть рамы основания выполнена по бокам с чугунными уплотнениями и направляющими в виде швеллеров, обращенных полками вниз с возможностью установки на них коллекторов котла (см. патент на полезную модель RU 70344 U1).In this area, a combustion device with a grate bar is known, consisting of a base, a cooled grate grate, a cooled grate bar, driven by a mechanical drive, a shaft with tilting grates, a mechanism for their rotation and a hopper with a sector feeder, characterized in that part of the base located under the grate grate and forming the blast box, it is divided by transverse partitions into zones, each of which has a separate window on one side for connecting the air duct with a valve, and on the opposite side there is a window for removing the hole, the grate consists of non-slip grates, which are fastened with bolts to a water-cooled lattice made of steel pipes, while the mechanism for turning the tilting grate is equipped with an electromechanical drive, and the upper part of the base frame is made on the sides with cast iron seals and guides in the form of channels, facing downward shelves with the possibility of installing a collet on them of the boiler (see. utility model patent RU 70344 U1).

Прототипом предлагаемого технического решения является топочное устройство с шурующей планкой, содержащее накопительный бункер, закрепленный на основании с горизонтальными направляющими, колосниковую решетку, устройство подачи топлива и устройство распределения топлива с шурующим приспособлением в виде шурующей планки, соединенной с охладительными трубами, закрепленными на несущей каретке, установленной на основания с возможностью возвратно-поступательного движения, отличающееся тем, что накопительный бункер снабжен закрепленной с наклоном в нижней части направляющей отбойной площадкой, устройство подачи топлива выполнено в виде толкательной лопаты-дозатора с центральным держателем и лопаточной площадкой, установленной с возможностью возвратно-поступательного движения на направляющей площадке с боковыми полозьями, прикрепленными к краям стенок накопительного бункера, образуя проходное окно и выпускное окно (см. патент на полезную модель RU 189443 U1).The prototype of the proposed technical solution is a combustion device with a rustling bar, containing a storage hopper fixed on a base with horizontal guides, a grate, a fuel supply device and a fuel distribution device with a rustling device in the form of a rustling bar connected to cooling pipes fixed on a carrier carriage, installed on the base with the possibility of reciprocating movement, characterized in that the storage hopper is equipped with a guide fender fixed with an inclination in the lower part, the fuel supply device is made in the form of a pusher-metering shovel with a central holder and a paddle mounted with the possibility of reciprocating movement on a guide platform with side skids attached to the edges of the walls of the storage hopper, forming a passage window and an outlet window (see utility model patent RU 189443 U1).

Недостатками прототипа является применение одного центрального держателя лопаты-дозатора. При неравномерном давлении от веса топлива в бункере на левую или правую часть лопаточной площадки лопаты-дозатора может происходить перекос держателя в процессе его перемещения и, как следствие, перекос и заклинивание связанной с ним каретки в горизонтальных направляющих из-за ее конструктивной особенности с применением четырех вращающихся элементов.The disadvantages of the prototype is the use of one central holder for the metering shovel. With uneven pressure from the weight of the fuel in the bunker on the left or right side of the blade pad of the metering shovel, the holder may skew during its movement and, as a result, the skew and jamming of the associated carriage in horizontal guides due to its design feature using four rotating elements.

Техническим результатом является повышение технологичности и надежности конструкции, приводящее к улучшению эксплуатационных характеристик топочного устройства, технического обслуживания и ремонта, исключение заклинивания каретки и лопаты-дозатора.The technical result is to increase the manufacturability and reliability of the design, leading to an improvement in the operational characteristics of the combustion device, maintenance and repair, the elimination of jamming of the carriage and the metering shovel.

Технический результат достигается за счет того, что в конструкции лопаты-дозатора применяется два держателя из труб с чугунными втулками, скользящими по двум осям-стабилизаторам, закрепленных одним концом на основании, что в свою очередь обеспечивает равномерное прямолинейное возвратно-поступательное движение каретки по горизонтальным направляющим, благодаря чему было уменьшено количество вращающихся элементов каретки до двух.The technical result is achieved due to the fact that the design of the metering shovel uses two holders of pipes with cast iron bushings sliding along two stabilizer axes, fixed at one end on the base, which in turn provides a uniform rectilinear reciprocating movement of the carriage along horizontal guides , due to which the number of rotating elements of the carriage was reduced to two.

Угол трехгранного ножа шурующей планки выбран оптимального значения с обеих сторон, что позволяет производить значительное перемещение топлива в горизонтальном направлении, а также подъем его и переваливание через планку. Когда планка движется назад, то топливо смещается только на 10-30% от величины сдвига в прямом направлении. Для надежного заполнения колосниковой блок-решетки топливом, а также осуществления шуровки слоя происходит чередование ходов шурующей планки на разную длину. Выбор движения планки определяется в зависимости от характеристик топлива, длины блок-решетки и тепловой нагрузки топочного устройства.The angle of the triangular knife of the rustling bar has been chosen for the optimal value on both sides, which allows significant movement of the fuel in the horizontal direction, as well as lifting it and transferring it over the bar. When the bar moves backward, the fuel moves only 10-30% of the forward shift amount. For reliable filling of the grate block lattice with fuel, as well as for the implementation of the layer shura, the strokes of the shura bar are alternated for different lengths. The choice of the movement of the bar is determined depending on the characteristics of the fuel, the length of the block-grate and the heat load of the combustion device.

Предлагаемое топочное устройство представлено на чертежах, где на фиг.1 изображение топочного устройства в изометрии; на фиг.2 изображен общий вид топочного устройства справа; на фиг.3 изображен общий вид сверху; на фиг.4 фрагмент изображения, поясняющий взаимное расположение элементов топочного устройства, совершающих возвратно-поступательные движения.The proposed combustion device is shown in the drawings, where figure 1 is an isometric view of the combustion device; figure 2 shows a general view of the combustion device on the right; figure 3 shows a general top view; Fig. 4 is a fragment of the image explaining the relative position of the elements of the combustion device, making reciprocating movements.

Топочное устройство расположено на основании 1 с приводом 2 и содержит бункер 3 с наклонной площадкой 4, лопату-дозатор 5, воздушный короб 6 с зонами дутья, разделенный перегородками 7, неподвижную колосниковую водоохлаждаемую блок-решетку 8, шурующую планку 9, каретку 10 с зубчатой рейкой 11 и рамы с опрокидывающимся колосником 12. Привод 2 посредством зубчатой передачи 13, преобразующей вращательное движение в возвратно-поступательное, перемещает зубчатую рейку 11 с кареткой 10, двигающейся по горизонтальным направляющим 14 в виде швеллеров с установленным на них бункером 3. Направляющие 14 крепятся к блок-решетке 8 и основанию 1 с приводом 2. На каретке 10 зафиксированы две несущие водоохлаждаемые трубы 15 шурующей водоохлаждаемой планки 9 и две несущие трубы 16 лопаты-дозатора 5, скользящие по двум осям-стабилизаторам 17, закрепленным на основании 1 с приводом 2. Лопата-дозатор 5 совершает возвратно-поступательные движения и скользит по полозьям 18, закрепленным на стенках бункера 3, при этом дозируя выгрузку топлива на колосниковую блок-решетку 8 из бункера 3 по наклонной площадке 4, предотвращающей возгорание топлива в самом бункере. Оптимальные углы ножа 19 шурующей планки 9 позволяют обеспечить эффективное продвижение топлива по колосниковой блок-решетке, шуровки горящего слоя и сброс шлака в зону охлаждения. В качестве зоны охлаждения в задней части топочного устройства установлена рама с опрокидывающимся колосником 12 для сброса остывшего шлака. Воздух на горение подводится по коллектору острого дутья 20, расположенного сбоку, в воздушный короб 6, разделенный поперечными перегородками 7 на дутьевые зоны, оснащенные с одной стороны регулировочными шиберами 21, с другой - окнами для удаления провала 22. Охлаждение шурующей планки 9 происходит за счет подвода и отвода воды через несущие трубы 15, зафиксированные в каретке 10. Подключение к системе охлаждения выполняется при помощи рукавов высокого давления 23, трассируемых в пределах основания 1, позволяющих беспрепятственно совершать возвратно-поступательные движения шурующей планки 9 вместе с кареткой 10.The combustion device is located on the base 1 with a drive 2 and contains a bunker 3 with an inclined platform 4, a metering shovel 5, an air box 6 with blast zones, divided by partitions 7, a stationary water-cooled grate block 8, a rustling bar 9, a carriage 10 with a toothed rack 11 and a frame with a tilting grate 12. Drive 2 by means of a gear 13, which converts rotational motion into reciprocating, moves the gear rack 11 with a carriage 10 moving along horizontal guides 14 in the form of channels with a hopper installed on them 3. The guides 14 are attached to the block-lattice 8 and base 1 with a drive 2. On the carriage 10 are fixed two supporting water-cooled pipes 15 of a water-cooled bar 9 and two supporting pipes 16 of a metering shovel 5, sliding along two stabilizer axes 17, fixed on the base 1 with a drive 2 . The metering shovel 5 performs reciprocating movements and slides along the runners 18, fixed on the walls of the hopper. 3, while metering the unloading of fuel onto the grate block-grate 8 from the bunker 3 along the inclined platform 4, which prevents the fuel from igniting in the bunker itself. The optimal angles of the knife 19 of the rustling bar 9 allow for efficient fuel advancement along the grate block-lattice, skimming of the burning layer and slag discharge into the cooling zone. A frame with a tilting grate 12 is installed as a cooling zone in the rear part of the combustion device to discharge the cooled slag. Combustion air is supplied through an acute blast manifold 20, located on the side, into an air duct 6, divided by transverse partitions 7 into blast zones equipped on one side with adjusting dampers 21, on the other with windows to remove the hole 22. Cooling of the blast bar 9 is due to water supply and drainage through the supporting pipes 15, fixed in the carriage 10. Connection to the cooling system is carried out using high pressure hoses 23, traced within the base 1, allowing freely reciprocating movements of the rustling bar 9 together with the carriage 10.

Топочное устройство работает следующим образом.The combustion device operates as follows.

Привод 2 зубчатую передачу 13 передает усилие на зубчатую рейку 11 с закрепленной на ней кареткой 10. Каретка 10 начинает движение по горизонтальным направляющим 14, при этом усилие сразу передается через трубы 15 на шурующую планку 9, которая начинает движение вдоль колосниковой блок-решетки 8. Через определенное пройденное кареткой 10 расстояние, она передает усилие на трубы 16 лопаты-дозатора 5, которая начинает движение по полозьям 18 вдоль боковых стен бункера 3, равномерно дозируя подачу топлива на колосниковую блок-решетку 8. Шурующая планка 9 при движении в прямом направлении осуществляет значительное перемещение топлива в горизонтальном направлении, а также подъем его и переваливание через планку. Когда шурующая планка 9 движется в обратном направлении, то топливо смещается только на 10-30% от величины сдвига в прямом направлении и подается в виде раскаленных кусочков под свежее топливо. Несгоревшие кусочки топлива и шлак шурующая планка 9 постепенно перемещает в зону охлаждения в виде опрокидывающегося колосника на раме 12, где оно догорает, остывает и удаляется за пределы топочного устройства в шлаковый бункер. По коллектору острого дутья 20 подается воздух для горения топлива на блок-решетке 8. Регулировка расхода воздуха по зонам дутья осуществляется регулировочными шиберами 21. Ревизию и чистку дутьевых зон воздушного короба 6 осуществляют через боковые окна 22.Drive 2, gear train 13 transfers the force to the gear rack 11 with the carriage 10 fixed on it. The carriage 10 begins to move along the horizontal guides 14, while the force is immediately transmitted through the pipes 15 to the rustling bar 9, which begins to move along the grate block-lattice 8. Through a certain distance traveled by the carriage 10, it transfers the force to the pipes 16 of the metering shovel 5, which begins to move along the runners 18 along the side walls of the hopper 3, uniformly metering the fuel supply to the grate block-lattice 8. The rustling bar 9, when moving in the forward direction, carries out significant movement of fuel in the horizontal direction, as well as its lifting and reloading over the bar. When the rustling bar 9 moves in the opposite direction, the fuel is displaced only by 10-30% of the amount of the shift in the forward direction and is fed in the form of hot pieces under the fresh fuel. The unburned pieces of fuel and slag are gradually moved by the rustling bar 9 to the cooling zone in the form of a tilting grate on the frame 12, where it burns out, cools down and is removed outside the furnace into the slag bunker. Air for combustion of fuel is supplied through the manifold 20 for fuel combustion on the block-grill 8. Adjustment of the air flow rate in the blast zones is carried out by adjusting dampers 21. The revision and cleaning of the blast zones of the air box 6 is carried out through the side windows 22.

Claims

A combustion device installed on a base, consisting of a hopper with an inclined platform, a metering shovel, an air box with blast zones, a stationary water-cooled grate block, a water-cooled bar with a three-edged knife, a carriage with a toothed rack, a frame with a tilting grate and a drive, transmitting rotary motion by means of a gear transmission to the reciprocating movement of a toothed rack with a carriage with fixed water-cooled bearing pipes of a water-cooled chiseling bar with a triangular knife and two bearing pipes with cast-iron bushings moving along two stabilizing axes with fixed shovel ends on the base a dispenser sliding along skids mounted on the side walls of the bunker, which carries out dosed unloading of solid fuel from an inclined platform of the bunker onto a grate water-cooled stationary block-lattice, under which an air box is organized, divided by transverse partitions into well zones with air supply from the hot-blast manifold through adjusting dampers for fuel combustion, the periodic mixing of which is carried out by a rustling bar with a triangular knife, which moves the remaining burning fuel into the cooling zone, in the role of which is a frame with a tilting grate.